基于光伏辅助供电的通信基站

1.本发明属于通信基站领域。


背景技术：

2.采用光伏辅助供电的形式能极大降低通信基站系统对市电的消耗；由于光伏板在发电时，必须为展开状态，当遇到台风暴雨天气时，处于高位通信基站主机和处于呈翅膀状展开状态的光伏发电板处于脆弱的不稳定状态，因此有必要设计一种能在遇到恶劣天气使能自动转换成结构更加稳定的避灾状态的系统装置。


技术实现要素：

3.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于光伏辅助供电的通信基站及其辅助供电方法。
4.技术方案：为实现上述目的，本发明的基于光伏辅助供电的通信基站，包括供电系统和通信基站系统；所述供电系统包括光伏发电单元、光伏放电控制器、逆变器、储能电池、逆变器和变流器；
5.所述光伏发电单元通过光伏充放控制器为所述储能电池充电；所述储能电池的输出端通过光伏充放控制器连接逆变器输入端，所述逆变器的输出端通过所述变流器变流后为所述通信基站系统供电；还包括市电输出端，所述市电输出端通过变流器变流后为所述通信基站系统供电；
6.储能电池没电时，市电输出端接通所述变流器为所述通信基站系统供电，且所述光伏发电单元通过光伏放电控制器为所述储能电池充电；当储能电池充满电时，断开所述市电输出端，储能电池输出电能并为所述通信基站系统供电。
7.通信基站系统包括通信基站主机、冷却单元和状态转换单元；所述冷却单元能使冷却单元主动冷却所述通信基站主机；所述状态转换单元能使所述通信基站主机和光伏发电单元由正常状态转变成避灾状态。
8.进一步的，还包括控制器、温度传感器、雨量传感器和风速传感器；温度传感器、雨量传感器和风速传感器将检测到的环境温度、环境降雨量和环境风速信息发给控制器；所述控制器能分别控制冷却单元和状态转换单元；
9.当控制器通过温度传感器检测到环境温度超过预定值时，控制器启动所述冷却单元；
10.当控制器通过雨量传感器和风速传感器检测到环境降雨量和环境风速中的任意一个超过预定值时，控制器控制所述状态转换单元，使通信基站主机和光伏发电单元均进入避灾状态避灾。
11.进一步的，所述通信基站主机包括通信基站主机箱体以及通信基站主机箱体内的电气件；所述通信基站主机箱体的底部开设有若干正压进风口；所述通信基站主机箱体的上端前后侧面均横向阵列有若干出风口。
12.进一步的，所述通信基站主机箱体分为上箱体和下箱体，所述下箱体的外壁均匀分布有若干散热翅片。
13.进一步的，所述光伏发电单元包括呈翅膀状前后对称展开的第一光伏发电板和第二光伏发电板；所述第一光伏发电板的一轮廓边通过第一铰接单元铰接连接在上箱体的前侧面下端；所述第二光伏发电板的一轮廓边通过第二铰接单元铰接连接在上箱体的后侧面下端。
14.进一步的，所述冷却单元包括固定底座，所述固定底座上固定安装有上端开放的避灾风箱，所述避灾风箱内为上方开放的风压避灾仓；避灾风箱的侧壁上固定安装有轴流增压风机，所述轴流增压风机能将外部的空气吹入风压避灾仓内，从而使风压避灾仓内形成风压；所述通信基站主机箱体位于风压避灾仓的正上方，且通信基站主机箱体的下端刚好在风压避灾仓的上端开口处，从而使通信基站主机箱体底部的若干正压进风口连通风压避灾仓顶部，风压避灾仓内形成风压使风压避灾仓内的一部分冷却气体通过各正压进风口压入到通信基站主机箱体内部；
15.所述通信基站主机箱体的下端轮廓与风压避灾仓的上端轮廓之间形成环矩形冷却气流溢出空隙；风压避灾仓内的另一部分气体在风压作用下通过环矩形冷却气流溢出空隙向上吹出到下箱体的外壁的若干散热翅片附近，从而起到外部强制散热的作用；与此同时通过环矩形冷却气流溢出空隙向上吹出的气体还会继续向上吹到第一光伏发电板的第一背面和第二光伏发电板的第二背面。
16.进一步的，当通信基站主机进入避灾状态时，所述通信基站主机箱体的下部分在所述状态转换单元的驱动下会下降到风压避灾仓内。
17.进一步的，所述状态转换单元包括第一滚轮、第二滚轮、第一竖向齿条、第二竖向齿条、第一齿轮、第二齿轮和支撑弹簧；
18.所述第一滚轮和第二滚轮分别转动安装在第一滚轮座和第二滚轮座上；所述第一滚轮座和第二滚轮座分别通过第一固定架和第二固定架固定连接所述避灾风箱；所述第一滚轮和第二滚轮分别滚动于下箱体上部的前后外侧面；还包括第一电机和第二电机，所述第一电机和第二电机的输出端分别驱动连接所述第一齿轮和第二齿轮；所述第一电机和第二电机分别通过第一支架梁和第二支架梁固定连接所述第二滚轮座；
19.还包括第一固定轴和第二固定轴，所述第一固定轴和第二固定轴分别通过轴承同轴心转动配合所述第一齿轮和第二齿轮；所述第一固定轴和第二固定轴分别通过第三支架梁和第四支架梁固定连接所述第一滚轮座；
20.所述第一竖向齿条和第二竖向齿条分别固定安装在通信基站主机箱体的左右两侧壁；所述第一齿轮和第二齿轮分别啮合第一竖向齿条和第二竖向齿条；
21.在第一光伏发电板和第二光伏发电板的重力作用下，第一光伏发电板的第一背面和第二光伏发电板的第二背面分别与第一滚轮和第二滚轮滚动相切，从而第一滚轮和第二滚轮分别向上托起所述第一光伏发电板和第二光伏发电板；
22.所述支撑弹簧的下端固定与风压避灾仓底部；所述支撑弹簧的上端弹性顶压所述通信基站主机箱体底部，使通信基站主机箱体保持稳定的悬空状态。
23.进一步的，所述通信基站主机箱体上的各出风口均沿轮廓同轴心固定设置有o形弹性密封圈；
24.当通信基站主机箱体的下部分下降到风压避灾仓内时，所述第一铰接单元和第二铰接单元也跟着下降到低于第一滚轮和第二滚轮，在第一滚轮和第二滚轮的约束下第一光伏发电板和第二光伏发电板分别以竖向的姿态紧密贴合在上箱体的前侧面和后侧面，从而使第一光伏发电板和第二光伏发电板被完全约束；
25.与此同时处于竖向稳定姿态的第一光伏发电板和第二光伏发电板的受光面分别密封顶压贴合各所述o形弹性密封圈，从而使各所述各出风口被第一光伏发电板和第二光伏发电板的受光面密封封堵；
26.所述通信基站主机箱体的底侧部固定有限位孔座，所述限位孔座上有限位孔；所述避灾风箱上还固定安装有电动伸缩器，所述电动伸缩器的伸缩柱与所述限位孔相对应；
27.当通信基站主机箱体的下部分下降到风压避灾仓内时，所述伸缩柱与所述限位孔同轴心对齐，且伸缩柱能同轴心伸入限位孔中，使避灾状态下的通信基站主机箱体被完全锁定。
28.有益效果：本发明的结构简单，当遭遇台风和暴雨天气时，能转换成结构更加稳定的避灾状态；通信基站主机箱体的下部分下降到风压避灾仓内，从而使更加坚固的避灾风箱对通信基站主机箱体起到挡风保护作用；
29.与此同时，通信基站主机箱体逐渐下降的过程中第一铰接单元和第二铰接单元也跟着下降，从而使第一光伏发电板和第二光伏发电板在第一滚轮和第二滚轮的约束下逐渐沿第一铰接单元和第二铰接单元做向上的合拢运动，随着通信基站主机箱体和第一铰接单元和第二铰接单元的下降，直至第一铰接单元和第二铰接单元低于第一滚轮和第二滚轮时，在第一滚轮和第二滚轮的约束下第一光伏发电板和第二光伏发电板分别以竖向的姿态紧密贴合在上箱体的前侧面和后侧面，从而使第一光伏发电板和第二光伏发电板被完全约束，并成结构更加稳定的合拢状态，从而增强第一光伏发电板和第二光伏发电板的抗风能力；
30.与此同时进入竖向稳定姿态的第一光伏发电板和第二光伏发电板的受光面刚好分别密封顶压贴合各o形弹性密封圈，从而使各出风口被第一光伏发电板和第二光伏发电板的受光面密封封堵；从而有效避免暴雨在风的裹挟下通过各出风口灌入到通信基站主机箱体内部造成侵蚀损坏。
附图说明
31.附图1为识别恶劣天气的原理示意图；
32.附图2为附图1的基础上增加的辅助供电的工作原理示意图；
33.附图3为通信基站主机正常工作状态时的立体示意图；
34.附图4为附图3的侧视图；
35.附图5为附图3的正视图；
36.附图6为附图3状态下的剖视图；
37.附图7为附图5状态下的剖视图；
38.附图8为通信基站主机进入避灾状态下的示意图；
39.附图9为附图8的侧视图；
40.附图10为状态转换单元的结构示意图；
41.附图11为通信基站主机结构示意图。
具体实施方式
42.下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
43.如附图1至11所示的基于光伏辅助供电的通信基站，包括供电系统1和通信基站系统2；供电系统1包括光伏发电单元、光伏放电控制器、逆变器、储能电池、逆变器和变流器；如图2，光伏发电单元通过光伏充放控制器为储能电池充电；储能电池的输出端通过光伏充放控制器连接逆变器输入端，逆变器的输出端通过变流器变流后为通信基站系统2供电；还包括市电输出端，市电输出端通过变流器变流后为通信基站系统2供电；
44.储能电池没电时，市电输出端接通变流器为通信基站系统2供电，且光伏发电单元通过光伏放电控制器为储能电池充电；当储能电池充满电时，断开市电输出端，储能电池输出电能并为通信基站系统2供电。
45.通信基站系统2包括通信基站主机、冷却单元和状态转换单元；冷却单元能使冷却单元主动冷却通信基站主机；状态转换单元能使通信基站主机和光伏发电单元由正常状态转变成避灾状态。
46.如图2，还包括控制器、温度传感器、雨量传感器和风速传感器；温度传感器、雨量传感器和风速传感器将检测到的环境温度、环境降雨量和环境风速信息发给控制器；控制器能分别控制冷却单元和状态转换单元；当控制器通过温度传感器检测到环境温度超过预定值时，控制器启动冷却单元；当控制器通过雨量传感器和风速传感器检测到环境降雨量和环境风速中的任意一个超过预定值时，控制器控制状态转换单元，使通信基站主机和光伏发电单元均进入避灾状态避灾。
47.通信基站主机包括通信基站主机箱体1以及通信基站主机箱体1内的电气件；通信基站主机箱体1的底部开设有若干正压进风口10；通信基站主机箱体1的上端前后侧面均横向阵列有若干出风口17；外部的正压气体从若干正压进风口10向上吹进通信基站主机箱体1内，通信基站主机箱体1内的热空气在气压作用下从若干出风口17向外吹出。
48.如图3至7；通信基站主机箱体1分为上箱体2和下箱体3，下箱体3的外壁均匀分布有若干散热翅片9。光伏发电单元包括呈翅膀状前后对称展开的第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2；第一光伏发电板22.1的一轮廓边通过第一铰接单元20.1铰接连接在上箱体2的前侧面19.1下端；第二光伏发电板22.2的一轮廓边通过第二铰接单元20.2铰接连接在上箱体2的后侧面19.2下端。冷却单元包括固定底座6，固定底座6上固定安装有上端开放的避灾风箱8，避灾风箱8内为上方开放的风压避灾仓16；避灾风箱8的侧壁上固定安装有轴流增压风机4，轴流增压风机4能将外部的空气吹入风压避灾仓16内，从而使风压避灾仓16内形成风压；通信基站主机箱体1位于风压避灾仓16的正上方，且通信基站主机箱体1的下端刚好在风压避灾仓16的上端开口处，从而使通信基站主机箱体1底部的若干正压进风口10连通风压避灾仓16顶部，风压避灾仓16内形成风压使风压避灾仓16内的一部分冷却气体通过各正压进风口10压入到通信基站主机箱体1内部，与此同时通信基站主机箱体1内的热空气在气压作用下从若干出风口17向外吹出，从而实现对通信基站主机箱体1内部的强制散热；
49.通信基站主机箱体1的下端轮廓与风压避灾仓16的上端轮廓之间形成环矩形冷却
气流溢出空隙5；风压避灾仓16内的另一部分气体在风压作用下通过环矩形冷却气流溢出空隙5向上吹出到下箱体3的外壁的若干散热翅片9附近，从而起到外部强制散热的作用；与此同时通过环矩形冷却气流溢出空隙5向上吹出的气体还会继续向上吹到第一光伏发电板22.1的第一背面23.1和第二光伏发电板22.2的第二背面23.2，从而对第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2散热。
50.如图8和9；当通信基站主机进入避灾状态时，通信基站主机箱体1的下部分在状态转换单元的驱动下会下降到风压避灾仓16内，从而躲避恶劣天气。
51.如图10；状态转换单元包括第一滚轮21.1、第二滚轮21.2、第一竖向齿条26.1、第二竖向齿条26.2、第一齿轮27.1、第二齿轮27.2和支撑弹簧11；
52.第一滚轮21.1和第二滚轮21.2分别转动安装在第一滚轮座24.1和第二滚轮座24.2上；第一滚轮座24.1和第二滚轮座24.2分别通过第一固定架25.1和第二固定架25.2固定连接避灾风箱8；第一滚轮21.1和第二滚轮21.2分别滚动于下箱体3上部的前后外侧面；还包括第一电机28.1和第二电机28.2，第一电机28.1和第二电机28.2的输出端分别驱动连接第一齿轮27.1和第二齿轮27.2；第一电机28.1和第二电机28.2分别通过第一支架梁31.1和第二支架梁31.2固定连接第二滚轮座24.2；
53.还包括第一固定轴29.1和第二固定轴29.2，第一固定轴29.1和第二固定轴29.2分别通过轴承同轴心转动配合第一齿轮27.1和第二齿轮27.2；第一固定轴29.1和第二固定轴29.2分别通过第三支架梁30.1和第四支架梁30.2固定连接第一滚轮座24.1；
54.第一竖向齿条26.1和第二竖向齿条26.2分别固定安装在通信基站主机箱体1的左右两侧壁；第一齿轮27.1和第二齿轮27.2分别啮合第一竖向齿条26.1和第二竖向齿条26.2；
55.在第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2的重力作用下，第一光伏发电板22.1的第一背面23.1和第二光伏发电板22.2的第二背面23.2分别与第一滚轮21.1和第二滚轮21.2滚动相切，从而第一滚轮21.1和第二滚轮21.2分别向上托起第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2；
56.支撑弹簧11的下端固定与风压避灾仓16底部；支撑弹簧11的上端弹性顶压通信基站主机箱体1底部，使通信基站主机箱体1保持稳定的悬空状态。
57.通信基站主机箱体1上的各出风口17均沿轮廓同轴心固定设置有o形弹性密封圈18；
58.如图8和9；当通信基站主机箱体1的下部分下降到风压避灾仓16内时，第一铰接单元20.1和第二铰接单元20.2也跟着下降到低于第一滚轮21.1和第二滚轮21.2，在第一滚轮21.1和第二滚轮21.2的约束下第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2分别以竖向的姿态紧密贴合在上箱体2的前侧面19.1和后侧面19.2，从而使第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2被完全约束；
59.与此同时处于竖向稳定姿态的第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2的受光面41分别密封顶压贴合各o形弹性密封圈18，从而使各各出风口17被第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2的受光面密封封堵；
60.通信基站主机箱体1的底侧部固定有限位孔座13，限位孔座13上有限位孔12；避灾风箱8上还固定安装有电动伸缩器14，电动伸缩器14的伸缩柱15与限位孔12相对应；
61.当通信基站主机箱体1的下部分下降到风压避灾仓16内时，伸缩柱15与限位孔12同轴心对齐，且伸缩柱15能同轴心伸入限位孔12中，使避灾状态下的通信基站主机箱体1被完全锁定。
62.本装置的工作过程如下：
63.在正常工作状态下，如图3至7：在支撑弹簧11的支撑和第一滚轮21.1、第二滚轮21.2、第一齿轮27.1和第二齿轮27.2的约束下通信基站主机箱体1的下端刚好在风压避灾仓16的上端开口处；第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2呈翅膀状前后对称的展开状态；第一光伏发电板22.1的第一背面23.1和第二光伏发电板22.2的第二背面23.2分别与第一滚轮21.1和第二滚轮21.2滚动相切，从而第一滚轮21.1和第二滚轮21.2分别向上托起第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2；第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2的受光面41接收太阳光并发电；与此同时各个出风口17都处于连通外部的状态；此时轴流增压风机4将外部的空气吹入风压避灾仓16内，使风压避灾仓16内形成风压；由于通信基站主机箱体1底部的若干正压进风口10连通风压避灾仓16顶部，风压避灾仓16内形成风压使风压避灾仓16内的一部分冷却气体通过各正压进风口10压入到通信基站主机箱体1内部，与此同时通信基站主机箱体1内的热空气在气压作用下从若干出风口17向外吹出，从而实现对通信基站主机箱体1内部的电器件进行气流强制散热；与此同时，风压避灾仓16内的另一部分气体在风压作用下通过环矩形冷却气流溢出空隙5向上吹出到下箱体3的外壁的若干散热翅片9附近，从而起到外部强制散热的作用；与此同时通过环矩形冷却气流溢出空隙5向上吹出的气体还会继续向上吹到第一光伏发电板22.1的第一背面23.1和第二光伏发电板22.2的第二背面23.2，从而对第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2散热；
64.当雨量传感器和风速传感器检测到环境降雨量和环境风速中的任意一个超过预定值时，说明此时正在遭遇台风和暴雨天气，处于高位通信基站主机箱体1和处于呈翅膀状展开状态的第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2均处于脆弱的不稳定状态，因此需要转换成结构更加稳定的避灾状态；
65.状态转换单元的具体转换过程如下(如图8和9)：
66.同步控制第一电机28.1和第二电机28.2，使第一齿轮27.1和第二齿轮27.2分别同步驱动第一竖向齿条26.1和第二竖向齿条26.2逐渐下降，从而使通信基站主机箱体1逐渐下降，且使支撑弹簧11逐渐被压缩，直至通信基站主机箱体1的下部分下降到风压避灾仓16内，从而使更加坚固的避灾风箱8对通信基站主机箱体1起到挡风保护作用；与此同时通信基站主机箱体1逐渐下降的过程中，当伸缩柱15与限位孔12同轴心对齐时，控制伸缩柱15能同轴心伸入限位孔12中，使避灾状态下的通信基站主机箱体1被完全锁定，从而提高通信基站主机箱体1的稳定性；
67.与此同时，通信基站主机箱体1逐渐下降的过程中第一铰接单元20.1和第二铰接单元20.2也跟着下降，从而使第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2在第一滚轮21.1和第二滚轮21.2的约束下逐渐沿第一铰接单元20.1和第二铰接单元20.2做向上的合拢运动，随着通信基站主机箱体1和第一铰接单元20.1和第二铰接单元20.2的下降，直至第一铰接单元20.1和第二铰接单元20.2低于第一滚轮21.1和第二滚轮21.2时，在第一滚轮21.1和第二滚轮21.2的约束下第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2分别以竖向的姿态紧密贴合在上箱体2的前侧面19.1和后侧面19.2，从而使第一光伏发电板22.1和第二光伏发
电板22.2被完全约束，并成结构更加稳定的合拢状态，从而增强第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2的抗风能力；
68.与此同时进入竖向稳定姿态的第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2的受光面41刚好分别密封顶压贴合各o形弹性密封圈18，从而使各出风口17被第一光伏发电板22.1和第二光伏发电板22.2的受光面密封封堵；从而有效避免暴雨在风的裹挟下通过各出风口17灌入到通信基站主机箱体1内部造成侵蚀损坏；与此同时本装置的避灾风箱8底部还设置有排水口7，用于排出避灾风箱8内因暴雨累积的雨水。
69.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。